JPH03107404A - 金属粉末の製造方法および製造装置 - Google Patents

金属粉末の製造方法および製造装置

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JPH03107404A
JPH03107404A JP24690489A JP24690489A JPH03107404A JP H03107404 A JPH03107404 A JP H03107404A JP 24690489 A JP24690489 A JP 24690489A JP 24690489 A JP24690489 A JP 24690489A JP H03107404 A JPH03107404 A JP H03107404A
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JP
Japan
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molten metal
metal powder
base material
melting furnace
metal
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JP24690489A
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English (en)
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Noboru Demukai
登 出向井
Shingo Ichiyanagi
一柳 信吾
Tomoki Shibata
智樹 芝田
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) 本発明は、例えば粉末冶金や金属溶射等に適する金属粉
末を得るのに利用される金属粉末の製造方法および製造
装置に関し、とくにW 、 M o 、 V等の高融点
金属およびT i 、 T i合金、Li合金等の活性
金属などの球状粉末を得るのに好適な金属粉末の製造方
法および製造装置に関するものである。 (従来の技術) 従来、粉末冶金等に適する金属粉末を得るのに利用され
る金属粉末の製造方法としては、例えば、 ■空気、水蒸気、不活性ガスなどのガスジェットによっ
て金属溶湯を粉化するガス噴霧法■ガスに比べて冷却効
果の大きい水ジェツトによって金属溶湯を粉化する水噴
霧法 ■高速回転円盤上に落下した金属溶湯を遠心力によって
飛散させて粉化する遠心噴霧法■高速回転するロールの
隙間部分に金属溶湯を落下させて粉化するロール噴霧法 ■ショークラッシャ、ロールクラッシャ、コーンクラッ
シャ、ハンマーミル、スタンプミル。 ボールミル、アトライタなどの粉砕機により金属の固体
塊を機械的に粉砕して粉化する機械的粉砕法 などがある。 そして、従来の場合、W 、 M o 、 V等の高融
点金属の粉末を得るにあたっては、これらの固体塊を機
械的に粉砕する機械的粉砕法によるのが一般的である。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような機械的粉砕法による場合には
球状の粉末を得ることが困難であるとともに粉末の製造
効率が悪く、粉末が球状化していないときには当該粉末
の送給性が劣ったものになるという課題があった。 また、T i 、 T i合金、Li合金等の活性金属
では、溶解時の汚染を防止する必要があると共に、材料
が靭いために機械的粉砕が難かしいという課題があった
。 (発明の目的) 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされた
もので、W 、 M o 、 V等の高融点金属および
Ti、Ti合金、Li合金等の活性金属などの金属をは
じめとする各種金属(合金)の粉末を生産性よく汚染が
なくしかも球状の金属粉末として得ることが可能である
金属粉末の製造方法および製造装!を提供することを目
的としている。
【発明の構1f!、] (課題を解決するための手段) 本発明に係わる金属粉末の製造方法は、コールドクルー
シブル方式のレビテーシばン溶解炉の上方から溶解金属
母材を保持しつつ供給して、前記溶解金属母材を前記レ
ビテーション溶解炉により溶解すると共に溶解した金属
溶湯を下方に落下させて粉化する構成としたことを特徴
としており、一実施態様においては、前記溶解金属母材
がW。 Mo、V等の高融点金属およびTi 、Ti合金。 Li合金等の活性金属のうちから選ばれる構成としたこ
とを特徴としており、また、前記溶解金属母材のレビテ
ーシ璽ン溶解炉への供給速度を前記溶解金属母材の溶解
速度の100%以下に制限する構成としたことを特徴と
している。 また、本発明に係わる金属粉末の製造装置は。 上方から溶解金属母材を保持しつつ前記溶解金属母材が
供給されるコールドクルーシブル方式のレビテーション
溶解炉と、前記レビテーション溶解炉で溶解されて下方
に落下する金属溶湯を粉化する粉化手段をそなえた構成
としたことを特徴としており、一実施態様においては、
前記粉化手段がN2.Ar等の不活性なガスを噴出して
金属溶湯な粉化するガスノズルである構成としたことを
特徴としており、また同じく、前記粉化手段が遠心力に
より金属溶湯を粉化する高速回転円盤である構成とした
ことを特徴としており、さらに前記レビテーション溶解
炉による溶解雰囲気および粉化手段による粉化雰囲気の
うち少なくとも溶解雰囲気が真空となっている構成とし
たことを特徴としている。 本発明に係わる金属粉末の製造方法および製造装置は、
上述した構成を有しているものであり、溶解炉としては
コールドクルーシブル方式のレビテーション溶解炉(浮
遊式溶解炉)が使用される。 このコールドクルーシブル方式のレビテーション溶解炉
は、溶解金属母材とるつぼとが非接触の状態で、すなわ
ちるつぼに対して金属溶湯が浮遊した状態で、前記溶解
金属母材の溶解が可能となるものであって、より望まし
くは水冷銅製のコールドクルーシブル方式のレビテーシ
ョン溶解炉が使用され、るつぼの周囲に誘導コイルを配
設して前記溶解金属母材を浮遊溶解することにより、前
記活性金属などの金属溶湯のるつぼからの汚染を防止す
る。 そして、この場合、るつぼと接触せずに溶解している金
属溶湯において、コールドクルーシブル(るつぼ)の底
部における磁場を弱くする調整を行うことによって前記
金属溶湯の一部を下方に流下ないしは滴下させるという
磁気ノズルの作用を得ることができるので、この磁気ノ
ズルから落下した溶融金属に対してガスノズルを用いた
ガスアトマイズ法や高速回転円盤を用いた遠心噴霧法な
どの粉化手段によって粉化することが可能であり、この
ようなレビテーション溶解炉によって金属溶湯のスーパ
ーヒートコントロールおよび流量コントロールを行う。 本発明の実施態様においては、溶融金属母材のレビテー
ション溶解炉への供給速度を当該溶解金属母材の溶解速
度の100%以下に制限するようになすことがとくに望
ましい。 また、本発明においてとくに溶解金属母材がW 、 M
 o 、 V等の高融点金属およびTi、Ti合金、L
i合金等の活性金属からなる場合には、レビテーション
溶解炉による溶解雰囲気および粉化手段による粉化雰囲
気のうち少なくとも溶解雰囲気が真空となっているよう
にし、ガス噴霧の場合には粉化雰囲気および場合によっ
ては溶解雰囲気も当該ガス雰囲気となっているようにす
ることが望ましい。 (発明の作用) 本発明に係わる金属粉末の製造方法および製造装置は、
」−述した構成を有しているので、W。 Mo、V等の高融点金属およびT i 、 T i合金
。 Li合金等の活性金属などの金属をはじめとする各種金
属(合金)の粉末を生産性よく汚染がなくしかも球状を
なす金属粉末として得られるようになる。 (実施例) 第1図および第2図は本発明に係わる金属粉末の製造方
法の実施に使用する金属粉末の製造装置の一実施例を示
すものであって、図に示す金属粉末の製造装置1は、そ
の中心部分に、矢印A方向に冷却水を供給しそして排出
する銅管2(2a。 2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h)をそなえ
ると共に相互に絶縁された分割型の水冷銅製るつぼ3 
(3a、3b、3c、3d、3e。 3f 、3g 、3h)をそなえており、この実施例に
おける水冷銅製るつぼ3は直径12mmの底部孔31を
そなえている。 この分割型の水冷銅製るつぼ3のまわりには、矢印B方
向に冷却水を通すと共に電力の供給を行うことによって
高周波誘導磁場を形成することができるようにした誘導
コイル4が設けてあり、また、水冷銅製るつぼ3の上端
にはセラミックシールチャンバー5が設けてあって雰囲
気ガス供給管6を通して矢印C方向に雰囲気ガス(例え
ばN2ガス)を供給することができるようにしてあり、
さらに水冷銅製るつぼ3の下端にはセラミックシールバ
イブ7が設けてあって、これら鋼管2゜分割型の水冷銅
製るつぼ3.誘導コイル4等によって水冷コールドクル
ーシブル方式のレビテーション溶解炉(浮遊溶解炉)8
が構成されるようになっている。 さらに、前記セラミックシールパイプ7の下端側には噴
霧容器11が設けてあり、この噴霧容器11の一方側に
は粉化手段としてガスノズル12が設けてあり、このガ
スノズル12を通して矢印り方向に噴霧ガス(例えば、
N2ガス)を噴出させることができるようにしであると
共に、噴霧容器11の他方側には金属粉末13を受は入
れるレジューサ−14が設けである。 そして、金属粉末の製造に際しては、鋼管2内に冷却水
を供給するとともに誘導コイル4に冷却水を供給しかつ
周波数8kHz、出力60kWで通電し、雰囲気ガス供
給管6よりN2ガスを供給して、レビテーション溶解炉
8の上方から棒状タングステン(W)よりなる溶融全屈
母材15を保持しつつ供給する。 したがって、溶解金属母材15は次第に誘導加熱されて
水冷銅製るつぼ3とは接触しない浮遊状態の溶融部16
が形成されるので、レビテーション溶解炉8の底部にお
ける磁場を弱く調整することによって、この溶融部16
の下端部分から直径12mmの底部孔31を通して重力
により金属溶湯(金属溶滴)17が約500g/min
の速度で落下し、この金属溶湯17は、単孔のガスノズ
ル12から2Nm’/minの流量で噴出されるN2ガ
スにより粉化されて球状をなす平均径80gmの金属粉
末13となり、この金属粉末13の回収装置へと送り込
まれる。 したがって、この実施例に示した金属粉末の製1 造装置1によって、粉末の送給性および成形性に優れた
球状をなすと共に汚染のほとんどない粉末冶金および溶
射等に適するタングステン粉末を得ることができた。 そのほか、噴霧容器11の中に高速回転円盤を設置し、
滴下ないしは流下して落下する金属溶湯17を前記高速
回転円盤上で受けて遠心力を与えることにより粉化する
ようにしたときでも、球状をなすタングステン金属粉末
を効率よく製造することが可能であった。 【発明の効果】 本発明に係わる金属粉末の製造方法は、コールドクルー
シブル方式のレビテーション溶解炉の上方から溶解金属
母材を保持しつつ供給して、前記溶解金属母材を前記レ
ビテーション溶解炉により溶解すると共に溶解した金属
溶湯を下方に落下させて粉化する構成としており、本発
明に係わる金属粉末の製造装置は、上方から溶解金属母
材を保持しつつ前記溶解金属母材が供給されるコールド
クルーシブル方式のレビテーション溶解炉と、前 2 記しビテーション溶解炉で溶解されて下方に落下する金
属溶湯を粉化する粉化手段をそなえた構成としたから、
W、Mo 、V等の高融点金属およびTi 、Ti合金
、Li合金等の活性金属などをはじめとする各種金属(
合金)の球状粉末を生産性よくしかも汚染なく得ること
が可能であり、粉末冶金や金属溶射などの粉末利用技術
の向上に貢献するという著しく優れた効果がもたらされ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる金属粉末の製造方法に使用され
る金属粉末の製造装置の一実施例を示す断面説明図、第
2図は第1図のI−I線における断面説明図である。 1・・・金属粉末の製造装置、 3・・・水冷銅製るつぼ(コールドクルーシブル)、 8・・・レビテーション溶解炉、 12・・・ガスノズル(粉化手段)、 15・・・溶解金属母材。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コールドクルーシブル方式のレビテーション溶解
    炉の上方から溶解金属母材を保持しつつ供給して、前記
    溶解金属母材を前記レビテーション溶解炉により溶解す
    ると共に溶解した金属溶湯を下方に落下させて粉化する
    ことを特徴とする金属粉末の製造方法。
  2. (2)溶解金属母材がW,Mo,V等の高融点金属およ
    びTi,Ti合金,Li合金等の活性金属のうちから選
    ばれる特許請求の範囲第(1)項に記載の金属粉末の製
    造方法。
  3. (3)溶解金属母材のレビテーション溶解炉への供給速
    度を溶解速度の100%以下に制限する特許請求の範囲
    第(1)項または第(2)項に記載の金属粉末の製造方
    法。
  4. (4)上方から溶解金属母材を保持しつつ前記溶解金属
    母材が供給されるコールドクルーシブル方式のレビテー
    ション溶解炉と、前記レビテーション溶解炉で溶解され
    て下方に落下する金属溶湯を粉化する粉化手段をそなえ
    たことを特徴とする金属粉末の製造装置。
  5. (5)粉化手段がN_2,Ar等の不活性なガスを噴出
    して金属溶湯を粉化するガスノズルである特許請求の範
    囲第(4)項に記載の金属粉末の製造装置。
  6. (6)粉化手段が遠心力により金属溶湯を粉化する高速
    回転円盤である特許請求の範囲第(4)項に記載の金属
    粉末の製造装置。
  7. (7)レビテーション溶解炉による溶解雰囲気および粉
    化手段による粉化雰囲気のうち少なくとも溶解雰囲気が
    真空となっている特許請求の範囲第(4)項,第(5)
    項または第(6)項のいずれかに記載の金属粉末の製造
    装置。
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